JPH09132927A - 油圧ショベルの油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブームを自重落下させる時に、方向切換弁を
中立位置に制御しブーム主ポンプの消費馬力を低減する
油圧ショベルの油圧回路を提供する。 【解決手段】 方向切換弁１５とブーム用油圧シリンダ
３２とを接続するボトム側管路１５ａでボトム圧を検知
する検知手段１９と、ボトム側管路１５ａと接続する制
御弁４１と、操作手段１０と方向切換弁１５の操作部１
５ｂとの間で接続するパイロット用電磁弁４２とを備
え、操作手段１０を下げ操作した時に、制御弁４１は連
通位置ｂとなり、ブームシリンダ３２のボトム室ａから
の戻り油をタンクへドレーンし、かつブームシリンダ３
２のボトム室ａの圧力を検知する検知手段１９からの信
号を受けて演算し、その演算結果に基づいて方向切換弁
１５を中立位置ｃにするためにパイロット用電磁弁４２
への指令信号の送信を停止する制御装置４０を備えたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベル等の建
設機械の油圧回路に関わり、特に作業機のブームを下げ
操作時のブームシリンダボトムからの戻り油を方向切換
弁を通さずに別置きした制御弁を介してタンクへドレー
ンし、または、ボトムからの戻り油をヘッドへ回生させ
る制御弁を設けると共に、ボトム圧が所定圧力となった
時は方向切換弁を中立位置に制御しブームを自重落下さ
せて、ポンプの消費馬力を低減する油圧ショベルの油圧
回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】先ず、油圧ショベルについて図４により
説明する。図４に示す油圧ショベル２０の下部走行体２
１の上部には旋回サークル２２を介して上部旋回体２３
が装着されている。上部旋回体２３は図示しない旋回モ
ータにより旋回可能となっている。この上部旋回体２３
には作業機３０を取着している。作業機３０はブーム３
１，アーム３３およびバケット３５を備え、各油圧シリ
ンダ３２，３４，３６により駆動されるようになってい
る。

【０００３】次に、この作業機の各油圧シリンダ３２，
３４，３６を駆動する油圧回路を図５により説明する。
尚、各油圧シリンダ３２，３４，３６の油圧回路は同一
構成となっており、ここでは、ブーム用油圧シリンダ３
２の油圧回路を説明する。エンジン１により油圧ポンプ
２が駆動されている。この油圧ポンプ２（以下、主ポン
プ２と言う。）は管路３を介して方向切換弁４と接続し
ている。この方向切換弁４は管路５ａ，５ｂを介してブ
ーム用油圧シリンダ３２（以下、ブームシリンダ３２と
言う。）と接続ている。操作レバー９は操作手段１０と
連結している。この操作手段１０のパイロット弁１０
ａ，１０ｂは管路８を介してパイロット油圧源６と接続
している。パイロット弁１０ａはパイロット管路７ａを
介して方向切換弁４の操作部４ａと接続し、パイロット
弁１０ｂは管路７ｂを介して方向切換弁４の操作部４ｂ
と接続している。

【０００４】前記主ポンプ２は斜板角を制御するレギュ
レータ２ａを備えている。このレギュレータ２ａはサー
ボピストン、サーボ弁等からなっている。このレギュレ
ータ２ａの一端は主ポンプ２の吐出管路３から分岐する
管路３ａと接続し、他端は方向切換弁４と接続する負荷
圧管路３ｂと接続している。この管路３ａから導かれる
主ポンプ２の吐出圧Ｐ1 と負荷圧管路３ｂから導かれる
負荷圧ＬＰ1 との差圧によってレギュレータ２ａが主ポ
ンプ２の斜板角を制御する。このＰ1 ＞ＬＰ1 のときは
主ポンプ２の斜板角を減少し、Ｐ1 ＜ＬＰ1 のときは主
ポンプ２の斜板角を増加するように制御している。

【０００５】次に、図５の従来の油圧回路の作動につい
て説明する。操作レバー９を上げ側に操作するとパイロ
ット油圧源６からのパイロット油圧は管路８を介してパ
イロット弁１０ａに導いており、このパイロット弁１０
ａの入力ポートと出力ポート間を常時遮断状態に付勢す
るばね力に抗して、前記パイロット弁１０ａの入力ポー
トと出力ポートが連通する。このパイロット油圧はパイ
ロット弁１０ａからパイロット管路７ａを通って方向切
換弁４の操作部４ａに加わって方向切換弁４をａ位置に
切換える。これにより、主ポンプ２から吐出する圧油は
管路３から管路５ａを介してブームシリンダ３２のボト
ム室ａに流入する。このため、ブームシリンダ３２は伸
長する。また、操作レバー９を下げ側に操作するとパイ
ロット油圧源６からのパイロット油圧は管路８を介して
パイロット弁１０ｂに導いており、このパイロット弁１
０ｂの入力ポートと出力ポート間を常時遮断状態に付勢
するばね力に抗して、前記パイロット弁１０ｂの入力ポ
ートと出力ポートが連通する。このパイロット油圧はパ
イロット弁１０ｂからパイロット管路７ｂを通って方向
切換弁４の操作部４ｂに加わって方向切換弁４をｂ位置
に切換える。これにより、主ポンプ２から吐出する圧油
は管路３から管路５ｂを介してブームシリンダ３２のヘ
ッド室ｂに流入する。このため、ブームシリンダ３２は
短縮するようになっている。このブームシリンダ３２か
らの戻り油は全て方向切換弁４を介してタンクへドレー
ンしている。

【０００６】この油圧ショベルの掘削、排土等の作業を
行う時にブーム３１を上げ操作した後に、ブーム３１を
下げる時は図６に示すようにブーム３１を自重落下させ
てブームシリンダ３２の駆動エネルギーを低減したいと
の要望がある。

【０００７】このようなブームを自重落下させる油圧回
路の特許を出願人は特開平３−２８４２６号にて出願し
ている。同出願によれば、操作弁を中立位置よりブーム
シリンダの下げ側室に圧油を供給する作動位置に操作し
た時にメータアウト側が開口すると同時に回生回路が連
通し、さらに操作した時にメータイン側が開口するよう
に構成し、回生回路をブームシリンダの上げ側室からの
圧油を下げ側室に供給するように構成したものである。

【０００８】また、特開平２−１４２９０２号公報によ
れば、流量制御弁とリザーバとの間の排出管路に圧力発
生手段を設け、該排出管路の流量制御弁と該圧力発生手
段との間の部分を、圧油供給源と該流量制御弁との間の
供給管路に逆止弁を介して接続してなる再生回路を設け
たものである。このような構成によれば、自由落下のよ
うなメータアウト制御時、流量制御弁とリザーバとの間
に設けた圧力発生手段がメータアウトの可変絞りのベー
スとして機能し、油圧アクチュエータからの戻り油の一
部は流量制御弁と圧力発生手段の間において再生回路を
経て流量制御弁下流の供給側に流入し、流量制御弁を通
って油圧アクチュエータに再び供給される。このため、
その再生流量に相当する分だけ油圧ポンプから油圧アク
チュエータに供給される流量は少なくなる。その結果、
エネルギーロスが減少すると記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−２８４２６号および特開平２−１４２９０２号公報
のいずれも、１つの操作弁によりメータインおよびメー
タアウト制御を行っており、また、ブームシリンダから
の戻り油を回生（再生）する回路を備えても主ポンプか
らの圧油の供給が行われるのでは主ポンプのエネルギー
ロスを十分に低減することはできない。

【００１０】ところで、図６に示すブーム３１を自重落
下させる時にブームシリンダ３２のヘッド室ｂに圧油を
供給しない構成とする場合は真空を防止する必要があ
る。また、ブーム３１を自重落下させる時に、例えば、
図５に示すブームシリンダ３２のボトム室ａからの戻り
油のメータアウト制御およびブームシリンダ３２のヘッ
ド室ｂへの圧油の供給を停止するメータイン制御を同時
に行う必要があり、制御弁の構成等について複雑となる
との問題がある。更に、ブーム３１が自重落下している
時には主ポンプ２の斜板角を減少させる制御も必要とな
る。

【００１１】本発明は上記従来の問題点に着目し、ブー
ムを自重落下させる時は、ブームシリンダボトム室から
の戻り油を方向切換弁を通さずに別置きした制御弁を介
してタンクへドレーンし、または、ブームシリンダボト
ム室からの戻り油をヘッド室へ回生させる制御弁を設け
ると共に、ボトム圧が所定圧力となった時は方向切換弁
を中立位置に制御し主ポンプの斜板角を最小に減少させ
て主ポンプのエネルギーロスを低減する油圧ショベルの
油圧回路を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る油圧ショベルの第１の油圧回路は、車
体より順次連結されるブーム、アームおよびバケットか
らなる作業機と、この作業機を駆動する各油圧シリンダ
と、エンジンにより駆動される主ポンプの吐出油量を制
御するレギュレータと、この主ポンプの吐出油を各油圧
シリンダへ給排する各方向切換弁と、パイロット油圧源
から吐出されるパイロット圧を受けて各方向切換弁の切
換え操作をする操作レバーと連動する操作手段とを備え
た油圧ショベルの油圧回路であって、前記方向切換弁１
５とブーム用油圧シリンダ３２とを接続するボトム側管
路１５ａでボトム圧を検知する検知手段１９と、前記ボ
トム側管路１５ａと接続する制御弁４１と、前記操作手
段１０と前記ブーム用方向切換弁１５の操作部１５ｂと
の間で接続するパイロット用電磁弁４２とを備え、前記
操作手段１０を下げ操作した時に、前記制御弁４１は連
通位置ｂとなり前記ブーム用油圧シリンダ３２のボトム
室ａからの戻り油をタンクへドレーンし、かつ、前記ブ
ーム用油圧シリンダ３２のボトム室ａの圧力を検知する
検知手段１９からの信号を受けて演算し、そのボトム室
ａの圧力が所定圧力となった時に、前記ブーム用方向切
換弁１５を中立位置ｃにするためにパイロット用電磁弁
４２への指令信号の送信を停止する制御装置４０を備え
た構成としたものである。

【００１３】また、上記構成において、前記方向切換弁
１５とブーム用油圧シリンダ３２とを接続するヘッド側
管路１５ｂとタンク１８との間に吸込弁１７を介在させ
た構成としたものである。

【００１４】本発明に係る油圧ショベルの第２の油圧回
路は、車体より順次連結されるブーム、アームおよびバ
ケットからなる作業機と、この作業機を駆動する各油圧
シリンダと、エンジンにより駆動される主ポンプの吐出
油量を制御するレギュレータと、この主ポンプの吐出油
を各油圧シリンダへ給排する各方向切換弁と、パイロッ
ト油圧源から吐出されるパイロット圧を受けて各方向切
換弁の切換え操作をする操作レバーと連動する操作手段
とを備えた油圧ショベルの油圧回路であって、一端は前
記ブーム用油圧シリンダ３２のボトム側管路１５ａと接
続し、他端はヘッド側管路１５ｂと接続する制御弁４３
と、前記操作手段１０と前記ブーム用方向切換弁１５の
操作部１５ｂとの間で接続するパイロット用制御弁４４
とを備え、前記操作手段１０を下げ操作した時に、前記
ブーム用油圧シリンダ３２のボトム室ａからの戻り油を
ヘッド室ｂに供給するよう前記制御弁４３は回生位置ｂ
に切換え、かつ、前記ボトム室ａの圧力が所定圧力とな
った時に前記ブーム用方向切換弁１５を中立位置ｃにす
るために前記パイロット用制御弁４４を遮断位置ａに切
換える構成としたものである。

【００１５】本発明に係る油圧ショベルの第３の油圧回
路は、車体より順次連結されるブーム、アームおよびバ
ケットからなる作業機と、この作業機を駆動する各油圧
シリンダと、エンジンにより駆動される主ポンプの吐出
油量を制御するレギュレータと、この主ポンプの吐出油
を各油圧シリンダへ給排する各電磁式方向切換弁と、パ
イロット油圧源から吐出されるパイロット圧を受けて各
電磁式方向切換弁の切換え操作をする電気式操作手段と
を備えた油圧ショベルの油圧回路であって、一端は前記
ブーム用油圧シリンダ３２のボトム側管路１５ａと接続
し、他端はヘッド側管路１５ｂと接続する電磁式制御弁
４６と、前記ブーム用電磁式方向切換弁４５とブーム用
油圧シリンダ３２とを接続するボトム側管路１５ａのボ
トム圧を検知する検知手段１９と、前記ブーム用油圧シ
リンダ３２の駆動方向を制御する前記電気式操作手段５
１と、前記検知手段１９からの信号と前記電気式操作手
段５１の下げ操作の信号を受けて演算し、その演算結果
に基づいて前記ブーム用油圧シリンダ３２のボトム室ａ
からの戻り油をヘッド室ｂに供給するよう指令信号を出
力し前記電磁式制御弁４６を回生位置ｂとし、かつ、前
記ブーム用電磁式方向切換弁４５を中立位置ｃにするた
めに指令信号の送信を停止する制御装置５０とを備えた
構成としたものである。

【００１６】そして、上記構成において、前記ブーム用
油圧シリンダ３２を下げ操作時にボトム室ａの圧力が所
定圧力となって、前記ブーム用方向切換弁１５，４５を
中立位置ｃに切換えた時は、前記主ポンプ２の斜板角を
減少させる構成としたものである。

【００１７】

【作用】本発明の第１の油圧回路によれば、ブーム３１
を下げ操作する時は、ブームシリンダ３２のボトム室ａ
の圧力を検知して、所定圧力となった時にパイロット電
磁弁４２は遮断位置ａとなり、操作手段１０からのパイ
ロット圧は遮断されて方向切換弁１５が中立位置ｃとな
る。この時、操作レバー９を下げ操作をすると操作手段
１０からのパイロット圧が制御弁４１の操作部４１ａに
加わって、制御弁４１は連通位置ｂに切換わり、ブーム
シリンダ３２のボトム室ａからの戻り油は管路１５ａか
ら管路１５ｃを通って管路１５ｇを介してタンクにドレ
ーンされる。これにより、ブーム３１を自重落下させる
ことができる。

【００１８】このブーム３１が自重落下している時は、
ブームシリンダ３２のヘッド室ｂには、タンク１８から
吸込弁１７を介して油を流入して真空を防止するように
なっている。

【００１９】本発明の第２の油圧回路によれば、ブーム
３１を下げ操作する時は、ブームシリンダ３２のボトム
室ａの圧力がパイロット制御弁４４の操作部４４ｂに加
わり、パイロット制御弁４４は遮断位置ａとなり、操作
手段１０からのパイロット圧は遮断されて方向切換弁１
５が中立位置ｃとなる。この状態で操作レバー９を下げ
操作をすると操作手段１０からのパイロット圧が制御弁
４３の操作部４３ｄに加わって、制御弁４３は回生位置
ｂに切換わり、ブームシリンダ３２のボトム室ａからの
戻り油の一部はへッド室ｂに供給され、残りはタンクへ
ドレーンされる。これにより、ブーム３１を自重落下さ
せることができると共に、ヘッド室ｂの真空を防止する
ことができる。

【００２０】本発明の第３の油圧回路によれば、ブーム
３１を下げ操作する時は、ブームシリンダ３２のボトム
室ａの圧力を変換した電気信号および電気式操作手段の
下げ操作の信号を制御装置５０に入力して演算し、その
演算結果に基づいて電磁式方向切換弁４５を中立位置ｃ
にすると共に、電磁式制御弁４６を回生位置ｂにする指
令信号を制御装置５０から出力し、ブームシリンダ３２
のボトム室ａからの戻り油の一部はへッド室ｂに供給さ
れ、残りはタンクへドレーンされる。これにより、ブー
ム３１を自重落下させることができると共に、ヘッド室
ｂの真空を防止することができる。

【００２１】本発明の第１乃至第３の油圧回路によれ
ば、ブームシリンダ３２を下げ操作時にボトム室ａの圧
力が所定圧力となって、前記ブーム用方向切換弁１５，
４５を中立位置ｃに切換えた時は、主ポンプ２の吐出管
路３から導かれる主ポンプ２の吐出圧Ｐ1 に対して、ブ
ームシリンダ３２からの負荷圧ＬＰ1 は導かれないの
で、Ｐ1 ＞ＬＰ1 であり、主ポンプ２の斜板角を最小に
減少するように制御される。これにより、主ポンプのエ
ネルギーロスが低減される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る油圧ショベ
ルの油圧回路の実施例を図面を参照して説明する。尚、
図４，図５と同一符号を付したものは同一部品である。
先ず、第１実施例を図１により説明する。エンジン１に
より主ポンプ２を駆動している。この主ポンプ２は管路
３を介して方向切換弁１５と接続している。この方向切
換弁１５は管路１５ａ，１５ｂを介してブームシリンダ
３２と接続している。操作レバー９は操作手段１０と連
結している。この操作手段１０のパイロット弁１０ａ，
１０ｂは管路８を介してパイロット油圧源６と接続して
いる。パイロット弁１０ａはパイロット管路７ａを介し
て方向切換弁１５の操作部１５ａと接続している。パイ
ロット弁１０ｂは管路７ｂを介してパイロット電磁弁４
２と接続し、このパイロット電磁弁４２は方向切換弁１
５の操作部１５ｂと接続している。

【００２３】前記主ポンプ２は斜板角を制御するレギュ
レータ２ａを備えている。このレギュレータ２ａはサー
ボピストン、サーボ弁等からなっている。このレギュレ
ータ２ａの一端は主ポンプ２の吐出管路３から分岐する
管路３ａと接続し、他端は方向切換弁１５と接続する負
荷圧管路３ｂと接続している。この負荷圧管路３ｂは、
方向切換弁１５が連通位置ａ，ｂに切換わった時にブー
ムシリンダ３２の負荷圧を導いている。この管路３ａか
ら導かれる主ポンプ２の吐出圧Ｐ1 と負荷圧管路３ｂか
ら導かれる負荷圧ＬＰ1 との差圧によってレギュレータ
２ａが主ポンプ２の斜板角を制御する。このＰ1 ＞ＬＰ
1 のときは主ポンプ２の斜板角を減少し、Ｐ1 ＜ＬＰ1
のときは主ポンプ２の斜板角を増加するように制御して
いる。

【００２４】前記方向切換弁１５は下流側管路１５ａか
ら逆止弁１６ａを介してブームシリンダ３２のボトム室
ａに接続し、下流側管路１５ｂから逆止弁１６ｂを介し
てブームシリンダ３２のヘッド室ｂに接続している。こ
の下流側管路１５ａから分岐する管路１５ｃを介して油
圧センサ１９と接続している。この油圧センサ１９は制
御装置４０に接続している。前記分岐管路から更に分岐
する管路１５ｆを介して制御弁４１と接続し、この制御
弁４１は管路１５ｇを介してタンクと接続している。こ
の制御弁４１の操作部４１ａは前記パイロット管路７ｂ
から分岐するパイロット管路７ｃと接続している。前記
制御装置４０は前記電磁弁４２に指令信号を入力するよ
うになっている。

【００２５】前記ブームシリンダ３２のヘッド室ｂと接
続する前記管路１５ｂから分岐する管路１５ｄと吸込弁
１７と接続し、吸込弁１７はタンク１８と接続してい
る。この分岐管路１５ｄから管路１５ｅを介して方向切
換弁１５と接続している。この方向切換弁１５は管路３
ｃを介してタンクと接続している。

【００２６】次に、図１の油圧回路の作動について説明
する。先ず、ブームシリンダ３２を伸長側に駆動する時
は、操作レバー９を上げ側に操作し、パイロット油圧源
６からのパイロット油圧は管路８を介してパイロット弁
１０ａに導いており、このパイロット弁１０ａの入力ポ
ートと出力ポート間を常時遮断状態に付勢するばね力に
抗して、前記パイロット弁１０ａの入力ポートと出力ポ
ートが連通する。このパイロット油圧はパイロット弁１
０ａからパイロット管路７ａを通って方向切換弁１５の
操作部１５ａに加わって、方向切換弁１５はａ位置に切
換わる。これにより、主ポンプ２から吐出する圧油は管
路３から管路１５ａを通って逆止弁１６ａを押し開いて
ブームシリンダ３２のボトム室ａに流入する。このた
め、ブームシリンダ３２のヘッド室ｂからの戻り油は管
路１５ｂから管路１５ｄを通って管路１５ｅから管路３
ｃを介してタンクへドレーンし、ブームシリンダ３２は
伸長駆動する。

【００２７】ブームシリンダ３２を短縮側に駆動する時
は、操作レバー９を下げ側に操作し、パイロット油圧源
６からのパイロット油圧は管路８を介してパイロット弁
１０ｂに導いており、このパイロット弁１０ｂの入力ポ
ートと出力ポート間を常時遮断状態に付勢するばね力に
抗して、前記パイロット弁１０ｂの入力ポートと出力ポ
ートが連通する。このパイロット油圧はパイロット弁１
０ｂからパイロット管路７ｂを通ってパイロット管路７
ｃを介して前記制御弁４１の操作部４１ａに加わってお
り、この制御弁４１を連通位置ｂに切換えている。この
時、ブームシリンダ３２のボトム室ａの圧力が所定圧力
以下の時は、制御装置４０からパイロット電磁弁４２に
連通位置ｂとする指令信号が出力している。このため、
パイロット弁１０ｂからのパイロット油圧は方向切換弁
１５の操作部１５ｂに加わって、方向切換弁１５をｂ位
置に切換わる。これにより、主ポンプ２から吐出する圧
油は管路３から管路１５ｂを通って逆止弁１６ｂを押し
開いてブームシリンダ３２のヘッド室ｂに流入する。こ
のため、ブームシリンダ３２のボトム室ａからの戻り油
は管路１５ｃから制御弁４１を通って管路１５ｇを介し
てタンクへドレーンし、ブームシリンダ３２は短縮駆動
する。

【００２８】このブームシリンダ３２のボトム室ａに発
生する圧力が所定圧力以上となった時は、この圧力を検
知して油圧センサ１９で電気信号に変換して、その信号
を制御装置４０に入力している。これにより、制御装置
４０からパイロット電磁弁４２への指令信号は停止し、
パイロット電磁弁４２は遮断位置ａに切換わる。このた
め、パイロット弁１０ｂからのパイロット油圧は方向切
換弁１５の操作部１５ｂには加わらず、方向切換弁１５
は中立位置ｃとなる。そして、油圧ショベルの作業機の
掘削作業でバケットに土砂を積載した時は、ブームシリ
ンダ３２のボトム室ａに発生する圧力が所定圧力以上と
なって、ブームシリンダ３２が短縮を開始しボトム室ａ
からの戻り油は管路１５ｃから管路１５ｆを通って制御
弁４１から管路１５ｇを介してタンクへドレーンするの
でブーム３１が自重落下する。

【００２９】この時、ブームシリンダ３２のヘッド室ｂ
には、タンク１８から吸込弁１７を介して油を流入して
真空を防止するようになっている。また、方向切換弁１
５を中立位置ｃに切換えた時は、主ポンプ２の吐出管路
３から導かれる主ポンプ２の吐出圧Ｐ1 に対して、ブー
ムシリンダ３２からの負荷圧ＬＰ1 は導かれないので、
Ｐ1 ＞ＬＰ1 であり、主ポンプ２の斜板角を最小に減少
するように制御される。これにより、主ポンプ２のエネ
ルギーロスが低減される。

【００３０】次に、第２実施例を図２により説明する。
尚、第１実施例の図１と同一符号を付したものは同一で
あり説明は省略する。主ポンプ２は吐出管路３を介して
方向切換弁１５と接続している。この方向切換弁１５は
下流側管路１５ａから逆止弁１６ａを介してブームシリ
ンダ３２のボトム室ａに接続し、下流側管路１５ｂから
逆止弁１６ｂを介してブームシリンダ３２のヘッド室ｂ
に接続している。この下流側管路１５ａから分岐する管
路４３ｂを介して制御弁４３と接続し、下流側管路１５
ｂから分岐する管路４３ａを介して制御弁４３と接続し
ている。この制御弁４３は遮断位置ａと回生位置ｂの２
位置を有している。操作レバー９と連結する操作手段１
０のパイロット弁１０ｂはパイロット管路７ｂから分岐
するパイロット管路７ｄを介して制御弁４３の操作部４
３ｄと接続している。このパイロット管路７ｂはパイロ
ット制御弁４４を介して方向切換弁１５の操作部１５ｂ
と接続している。このパイロット制御弁４４の操作部４
４ｂは前記下流側管路１５ａから分岐する管路４３ｂを
通って管路４４ａと接続し、操作部４４ｃは前記パイロ
ット管路７ｄから更に分岐するハイロット管路７ｅと接
続している。

【００３１】次に、図２の油圧回路の作動について説明
する。ブームシリンダ３２を伸長駆動する時は、前記第
１実施例の図１と同一であり、説明を省略する。ブーム
３１を下げ操作する時は、ブームシリンダ３２のボトム
室ａの圧力がパイロット制御弁４４の操作部４４ｂに加
わり、パイロット制御弁４４は遮断位置ａとなり、操作
手段１０からのパイロット圧は遮断されて方向切換弁１
５が中立位置ｃとなる。この状態で操作レバー９を下げ
操作をすると操作手段１０からのパイロット圧が制御弁
４３の操作部４３ｄに加わって、制御弁４３は回生位置
ｂに切換わり、ブームシリンダ３２のボトム室ａからの
戻り油の一部はへッド室ｂに供給され、残りはタンクへ
ドレーンされる。これにより、ブーム３１を自重落下さ
せることができると共に、ヘッド室ｂの真空を防止する
ことができる。この場合も、第１実施例と同様に方向切
換弁１５を中立位置ｃに切換えた時は、主ポンプ２の吐
出管路３から導かれる主ポンプ２の吐出圧Ｐ1 に対し
て、ブームシリンダ３２からの負荷圧ＬＰ1 は導かれな
いので、Ｐ1 ＞ＬＰ1 であり、主ポンプ２の斜板角を最
小に減少するように制御される。これにより、主ポンプ
２のエネルギーロスが低減される。

【００３２】次に、第３実施例を図３により説明する。
尚、第１実施例の図１と同一符号を付したものは同一で
あり説明は省略する。主ポンプ２は吐出管路３を介して
電磁式方向切換弁４５（以下、方向切換弁４５と言
う。）と接続している。この方向切換弁４５は下流側管
路１５ａから逆止弁１６ａを介してブームシリンダ３２
のボトム室ａに接続し、下流側管路１５ｂから逆止弁１
６ｂを介してブームシリンダ３２のヘッド室ｂに接続し
ている。この下流側管路１５ａから分岐する管路４６ｂ
を介して電磁式制御弁４６（以下、制御弁４６と言
う。）と接続し、下流側管路１５ｂから分岐する管路４
６ａを通って逆止弁４６ｃを介して制御弁４６と接続し
ている。この制御弁４６は遮断位置ａと回生位置ｂの２
位置を有している。前記下流側管路１５ａは、分岐管路
４６ｂから更に分岐する管路４６ｅを介して油圧センサ
１９と接続している。この油圧センサ１９で変換された
信号を制御装置５０に入力している。

【００３３】ポテンショメータ５１ａは電気式操作手段
５１の操作変位に対応する電圧信号Ｖ1 を発生し、この
電圧信号Ｖ1 を制御装置５０に出力する。この制御装置
５０はポテンショメータ５１ａから入力される信号Ｖ1
に基づき方向切換弁４５を作動するための指令信号Ｖ0
1，Ｖ02を演算し、これらの指令信号Ｖ01，Ｖ02は増幅
器によって増幅された後、指令信号Ｖ01は増幅器５２ａ
から方向切換弁４５の操作部４５ｂに入力する。指令信
号Ｖ02は増幅器５２ｂから方向切換弁４５の操作部４５
ａに入力する。

【００３４】次に、図３の油圧回路の作動について説明
する。ブームシリンダ３２を伸長駆動する時は、電気式
操作手段５１を上げ側に操作し、ポテンショメータ５１
ａは電気式操作手段５１の操作変位に対応する電圧信号
Ｖ1 を発生し、この電圧信号Ｖ1 を制御装置５０に出力
する。この制御装置５０はポテンショメータ５１ａから
入力される信号Ｖ1 に基づき方向切換弁４５を作動する
ための指令信号Ｖ02を演算し、この指令信号Ｖ02は増幅
器５２ｂから方向切換弁４５の操作部４５ａに入力し、
方向切換弁４５はａ位置に切換わる。この電気式操作手
段５１を上げ側に操作した時は、制御装置５０から制御
弁４６へは指令信号が入力されず、制御弁４６は遮断位
置ａになっている。これにより、主ポンプ２から吐出す
る圧油は管路３から管路１５ａを通って逆止弁１６ａを
押し開いてブームシリンダ３２のボトム室ａに流入す
る。このため、ブームシリンダ３２のヘッド室ｂからの
戻り油は管路１５ｂから管路１５ｆ通って管路３ｃを介
してタンクへドレーンし、ブームシリンダ３２は伸長駆
動する。

【００３５】ブーム３１を下げ操作するためにブームシ
リンダ３２を短縮側に駆動する時は、電気式操作手段５
１を下げ側に操作し、ポテンショメータ５１ａは電気式
操作手段５１の操作変位に対応する電圧信号Ｖ1 を発生
し、この電圧信号Ｖ1 を制御装置５０に出力する。この
制御装置５０はポテンショメータ５１ａから入力される
信号Ｖ1 に基づき方向切換弁４５を作動するための指令
信号Ｖ01を演算し、この指令信号Ｖ01は増幅器５２ａか
ら方向切換弁４５の操作部４５ｂに入力し、方向切換弁
４５はｂ位置に切換わる。この電気式操作手段５１を下
げ側に操作した時は、制御装置５０から制御弁４６の操
作部４６ｄへ指令信号が入力し、制御弁４６は回生位置
ｂに切換わる。これにより、主ポンプ２から吐出する圧
油は管路３から管路１５ｂを通って逆止弁１６ｂを押し
開いてブームシリンダ３２のヘッド室ｂに流入し、ブー
ムシリンダ３２のボトム室ａからの戻り油の一部は管路
１５ａから分岐管路４６ｂを介して制御弁４６の回生位
置ｂを通って管路４６ａを介してへッド室ｂに供給さ
れ、残りはタンクへドレーンされ、ブームシリンダ３２
は短縮駆動する。

【００３６】このブーム３１を下げ操作中に、ブームシ
リンダ３２のボトム室ａの圧力を検知する油圧センサ１
９により変換された信号を制御装置５０に入力してお
り、このボトム室ａの圧力が所定圧力以上となった時
は、制御装置５０から指令信号Ｖ01は出力されず、方向
切換弁４５が中立位置ｃとなり、ブームシリンダ３２の
ボトム室ａからの戻り油の一部は管路１５ａから分岐管
路４６ｂを介して制御弁４６の回生位置ｂを通って管路
４６ａを介してへッド室ｂに供給され、残りはタンクへ
ドレーンされ、ブーム３１を自重落下させることができ
ると共に、ヘッド室ｂの真空を防止することができる。
この場合も、第１実施例と同様に方向切換弁４５を中立
位置ｃに切換えた時は、主ポンプ２の吐出管路３から導
かれる主ポンプ２の吐出圧Ｐ1 に対して、ブームシリン
ダ３２からの負荷圧ＬＰ1 は導かれないので、Ｐ1 ＞Ｌ
Ｐ1 であり、主ポンプ２の斜板角を最小に減少するよう
に制御されるので主ポンプ２のエネルギーロスが低減さ
れる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧ショ
ベルの油圧回路によれば、ブーム自重落下させる時に、
方向切換弁を中立位置とすると共に、主ポンプの斜板角
を最小に減少するようにしたから主ポンプのエネルギー
ロスが低減される。また、ブームが自重落下している時
は、ブームシリンダのヘッド室には、タンクから吸込弁
を介して油を流入し、またはボトム室からの戻り油をヘ
ッド室へ回生するようにしたので管路内の真空を防止す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧ショベルの油圧回路の第１実施例
を示す図である。

【図２】同、第２実施例を示す図である。

【図３】同、第３実施例を示す図である。

【図４】油圧ショベルの側面図である。

【図５】従来の油圧回路図である。

【図６】油圧ショベルのブーム自重落下状態の説明図で
ある。

【符号の説明】

１…エンジン、２…主ポンプ、２ａ…レギュレータ、９
…操作レバー、１０…操作手段、１０ａ，１０ｂ…パイ
ロット弁、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ…パイロット
管路、１５，４５…方向切換弁、１７…吸込弁、１８…
タンク、１９…油圧センサ、２０…油圧ショベル、３０
…作業機、４０，５０…制御装置、４１…制御弁、４２
…パイロット電磁弁、４３…制御弁、４４…パイロット
制御弁、４６…電磁式制御弁、５１…電気式操作手段、
５１ａ…ポテンショメータ、５２ａ，５２ｂ…増幅器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体より順次連結されるブーム、アーム
   およびバケットからなる作業機と、この作業機を駆動す
   る各油圧シリンダと、エンジンにより駆動される主ポン
   プの吐出油量を制御するレギュレータと、この主ポンプ
   の吐出油を各油圧シリンダへ給排する各方向切換弁と、
   パイロット油圧源から吐出されるパイロット圧を受けて
   各方向切換弁の切換え操作をする操作レバーと連動する
   操作手段とを備えた油圧ショベルの油圧回路において、
   前記方向切換弁(15)とブーム用油圧シリンダ(32)とを接
   続するボトム側管路(15a) でボトム圧を検知する検知手
   段(19)と、前記ボトム側管路(15a) と接続する制御弁(4
   1)と、前記操作手段(10)と前記ブーム用方向切換弁(15)
   の操作部(15b) との間で接続するパイロット用電磁弁(4
   2)とを備え、前記操作手段(10)を下げ操作した時に、前
   記制御弁(41)は連通位置(b) となり前記ブーム用油圧シ
   リンダ(32)のボトム室(a) からの戻り油をタンクへドレ
   ーンし、かつ、前記ブーム用油圧シリンダ(32)のボトム
   室(a) の圧力を検知する検知手段(19)からの信号を受け
   て演算し、そのボトム室(a) の圧力が所定圧力となった
   時に、前記ブーム用方向切換弁(15)を中立位置(c) にす
   るためにパイロット用電磁弁(42)への指令信号の送信を
   停止する制御装置(40)を備えたことを特徴とする油圧シ
   ョベルの油圧回路。
2. 【請求項２】 前記方向切換弁(15)とブーム用油圧シリ
   ンダ(32)とを接続するヘッド側管路(15b) とタンク(18)
   との間に吸込弁(17)を介在させたことを特徴とする請求
   項１記載の油圧ショベルの油圧回路。
3. 【請求項３】 車体より順次連結されるブーム、アーム
   およびバケットからなる作業機と、この作業機を駆動す
   る各油圧シリンダと、エンジンにより駆動される主ポン
   プの吐出油量を制御するレギュレータと、この主ポンプ
   の吐出油を各油圧シリンダへ給排する各方向切換弁と、
   パイロット油圧源から吐出されるパイロット圧を受けて
   各方向切換弁の切換え操作をする操作レバーと連動する
   操作手段とを備えた油圧ショベルの油圧回路において、
   一端は前記ブーム用油圧シリンダ(32)のボトム側管路(1
   5a) と接続し、他端はヘッド側管路(15b) と接続する制
   御弁(43)と、前記操作手段(10)と前記ブーム用方向切換
   弁(15)の操作部(15b) との間で接続するパイロット用制
   御弁(44)とを備え、前記操作手段(10)を下げ操作した時
   に、前記ブーム用油圧シリンダ(32)のボトム室(a) から
   の戻り油をヘッド室(b) に供給するよう前記制御弁(43)
   は回生位置(b) とし、かつ、前記ボトム室(a) の圧力が
   所定圧力となった時に前記ブーム用方向切換弁(15)を中
   立位置(c)にするために前記パイロット用制御弁(44)を
   遮断位置(a) に切換えることを特徴とする油圧ショベル
   の油圧回路。
4. 【請求項４】 車体より順次連結されるブーム、アーム
   およびバケットからなる作業機と、この作業機を駆動す
   る各油圧シリンダと、エンジンにより駆動される主ポン
   プの吐出油量を制御するレギュレータと、この主ポンプ
   の吐出油を各油圧シリンダへ給排する各電磁式方向切換
   弁と、パイロット油圧源から吐出されるパイロット圧を
   受けて各電磁式方向切換弁の切換え操作をする電気式操
   作手段とを備えた油圧ショベルの油圧回路において、一
   端は前記ブーム用油圧シリンダ(32)のボトム側管路(15
   a) と接続し、他端はヘッド側管路(15b) と接続する電
   磁式制御弁(46)と、前記ブーム用電磁式方向切換弁(45)
   とブーム用油圧シリンダ(32)とを接続するボトム側管路
   (15a) のボトム圧を検知する検知手段(19)と、前記ブー
   ム用油圧シリンダ(32)の駆動方向を制御する前記電気式
   操作手段(51)と、前記検知手段(19)からの信号と前記電
   気式操作手段(51)の下げ操作の信号を受けて演算し、そ
   の演算結果に基づいて前記ブーム用油圧シリンダ(32)の
   ボトム室(a)からの戻り油をヘッド室(b) に供給するよ
   う指令信号を出力し前記電磁式制御弁(46)を回生位置
   (b) とし、かつ、前記ブーム用電磁式方向切換弁(45)を
   中立位置(c) にするために指令信号の送信を停止する制
   御装置(50)とを備えたことを特徴とする油圧ショベルの
   油圧回路。
5. 【請求項５】 前記ブーム用油圧シリンダ(32)を下げ操
   作時にボトム室(a)の圧力が所定圧力となって、前記ブ
   ーム用方向切換弁(15,45) を中立位置(c) に切換えた時
   は、前記主ポンプ(2) の斜板角を減少させることを特徴
   とする請求項１，３または４記載の油圧ショベルの油圧
   回路。